DE2220751A1

DE2220751A1 - Phase sensitive position sensing device

Info

Publication number: DE2220751A1
Application number: DE19722220751
Authority: DE
Inventors: Dyer George Albert
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1972-11-09
Also published as: FR2141065A5; BE782876A; CA957858A; IT952332B; BR7202558D0; NL7205809A; ES402211A1

Description

Dipl.-!ng. Egon PrinzDipl .-! Ng. Egon Prince

Dr. Ge-.-i.'ud Häuser Dipl.-Ing. OoHiräÄ-J LeiserDr. Ge -.- i.'ud houses Dipl.-Ing. OoHiräÄ-J Quieter

Patentanwälte _{Q Q} _München ₆q ₂6.ΑρΓ±1 1972Patent Attorneys _QQ _Munich ₆ q ₂ 6.ΑρΓ ± 1 1972

8000 München-Pailng » * 8000 Munich-Pailng » *

ErntberoerJtrasse 19Harvest route 19

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION Fifth Avenue and Wood Street·NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION Fifth Avenue and Wood Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15222 ·
V.St.A. Pittsburgh, Pennsylvania 15222
V.St.A.

Unser Zeichen: N 571Our reference: N 571

Phasenempfindliche PositionsabtastvorrichtungPhase sensitive position sensing device

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtasten der Position eines vorgewählten Körpers oder eines vorbestimmten diskreten Abschnitts eines Körpers. In Gebieten wie der Zeitsteuerung von Maschinen oder Anlagen und der Geschwindigkeitsabtastung und Geschwindigkeitssteuerung findet eine solche Positionsabtastung Anwendung. Da Maschinen und Anlagen im Verlauf der Jahre immer komplizierter geworden sind, ist auch das Bedürfnis nach ebenso hoch entwickelten Steuervorrichtungen entsprechend gestiegen. Beispielsweise sind zwar mechanische Kurvenscheiben und zugehörige Abtaster beim Zeitsteuern von vorhandenen mechanischen Maschinensteuervorrichtungen verwendet worden, doch eignen sich solche mechanischen Vorrichtungen nicht zum Zeitsteuern von elektronischen Steuersystemen ohne tiefgreifende Veränderungen. Außerdem sind solche mechanische Vorrichtungen Fehlern ausgesetzt, die als Folge von Materialermüdung und dergleichen auftreten.The invention relates to a device for sensing the position of a preselected body or body predetermined discrete portion of a body. In areas such as the time control of machines or systems and Such position sensing is used in speed sensing and speed control. Because machines and facilities have become more and more complex over the years, so is the need for equally sophisticated Control devices increased accordingly. For example, mechanical cams and associated Scanners have been used in timing existing mechanical machine control devices, however such mechanical devices are not suitable for timing electronic control systems without in-depth knowledge Changes. In addition, such mechanical devices are subject to failure as a result of material fatigue and the like occur.

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Es sind bereits elektrische Wandlersysteme zum Messen einer mechanischen Bewegung oder Position entwickelt worden. Solche Wandlersysteme sind jedoch herkömmlich so aus-Electrical transducer systems for measuring mechanical movement or position have been developed. Such converter systems, however, are conventionally designed

die gebildet, daß sie analoge Signale liefern,/die Verschiebung eines Ankers bezüglich einer Bezugsstellung liefern. Solche positionsabgreifende Wandler liefern jedoch kein Signal, das ihre Bezugsstellung selbst anzeigt.made to deliver analog signals / shift of an anchor with respect to a reference position. Such Position-sensing transducers, however, do not provide a signal that indicates their reference position itself.

Mit Hilfe der Idee, zur Erzeugung eines Energiefeldes, das zweckmäßigerweise ein kapazitives, magnetisches, elektromagnetisches Feld, ein Lichtfeld oder ein Feld aus einer anderen Form von Wellenenergie sein kann, eine entsprechende Energiequelle und einen im Abstand von der Quelle angeordneten Empfänger zu verwenden, werden die oben erwähnten Nachteile und Einschränkungen der bisher bekannten Vorrichtungen vermieden. Der Empfänger ist im Abstand von der Energiequelle angebracht, und er kann die Stärke des Energiefeldes an zwei räumlich getrennten Orten fühlen. Diese Fühlorte sind vorzugsweise etwa gleich weit von der Energiequelle entfernt. Wenn sich daher ein zu fühlendes Element an der Fühlvorrichtung vorbei und durch das Energiefeld bewegt, wirkt es als Koppelglied und ändert nacheinander die zwischen der Energiequelle und den Fühlorten vorherrschenden Energiefeidzustände.With the help of the idea of generating an energy field, which is expediently a capacitive, magnetic, electromagnetic Field, a light field or a field from another form of wave energy can be a corresponding one Using a power source and a receiver spaced from the source will be those mentioned above Disadvantages and limitations of the previously known devices avoided. The recipient is at a distance of attached to the energy source, and he can feel the strength of the energy field in two spatially separated places. These sensing locations are preferably approximately the same distance from the energy source. Therefore, if there is a to be felt Element moved past the sensing device and through the energy field, it acts as a coupling link and changes one after the other the energy field conditions prevailing between the energy source and the sensor locations.

Bei der aufeinander folgenden Beeinflussung der Energiefeldbedingungen ist zu erkennen, daß das Koppelglied etwa in der Mitte zwischen den Fühlorten einen Nullpunkt durchläuft, da seine Einwirkung auf die Feldbedingungen dann ausgeglichen sind.With the successive influencing of the energy field conditions it can be seen that the coupling element passes through a zero point approximately in the middle between the sensing locations, since its effect on the field conditions are then balanced.

Bei der automatischen Steuerung von zyklisch programmierten Rotationstrommelmaschinen, beispielsweise automatischen Strickmaschinen, müssen aus einer Anzahl von Maschinenoperationen ausgewählte Operationen mit vorgewähltenIn the automatic control of cyclically programmed rotary drum machines, for example automatic ones Knitting machines must have operations selected from a number of machine operations with preselected

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Positionen der Rotationstrommel synchronisiert sein. Das Erfordernis einer solchen Raumphasensynchronisierung. ist unabhängig von Schwankungen der Drehgeschwindigkeit der Trommel. Folglich ist ein Taktsignal erforderlich, das asynchron zur Echtzeit oder zur Zeitphase sein kann und nur eine Anzeige für eine vorgewählte Raumphase ist.Positions of the rotating drum be synchronized. That Requirement of such space phase synchronization. is regardless of fluctuations in the speed of rotation of the drum. Consequently, a clock signal is required that can be asynchronous to real time or to the time phase and is only an indication for a preselected space phase.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das im Zusammenhang mit einer Rundstrickmaschine beschrieben wird, ist die Energiequelle eine Spule, die einen Magnetkern besitzt, und der Empfänger besteht aus zwei ebenfalls mit Magnetkernen versehenen Spulen, die entgegengesetzt zueinander gewickelt sind.In a preferred embodiment, which is described in connection with a circular knitting machine, the energy source is a coil that has a magnetic core, and the receiver consists of two as well coils provided with magnetic cores, which are wound opposite to each other.

Dieser Wandler enthält einen magnetischen Rahmen mit einer Gruppenanordnung aus im Abstand voneinander liegenden Kernen, die um die -Bahn des sich bewegenden Koppelglieds angeordnet sind, von dem festgestellt werden soll, daß es sich in einer Bezugsposition befindet. In einer Ausführungsform enthält die Gruppenanordnung vier symmetrisch im Abstand voneinander liegende Kerne, bei denen die Wicklungen von:zwei benachbarten Polen, die in einer im wesentlichen parallel zu der interessierenden Bewegung liegenden Ebene "angeordnet sind, gemeinschaftlich wechselstromerregt sind, während die Wicklungen der übrigen zwei Kerne unterschiedlich angeschlossen sind, damit eine phasenempfindliche Abtastwicklung entsteht. Die zwei gemeinschaftlich wechselstromerregten Pole können auf Wunsch auch zu einem einzigen Pol zusammengefaßt werden, da ihre einzige Funktion darin besteht, ein Energiefeld zu schaffen, das an entfernt liegenden Orten festgestellt werden kann. Ferner ist eine getaktete, bistabile Signalabgabeeinrichtung vorgesehen, die einen ersten und einen zweiten Signaleingang enthält, die beide auf sich gegenseitig ausschließende Polaritätszustände eines Ausgangssignals der Abtastwicklung ansprechen. Ein Takteingang der getakteten bistabilenThis transducer contains a magnetic frame with an array of spaced apart cores, located around the path of the moving coupling link which is to be detected is in a reference position. In one embodiment, the array includes four symmetrical spaced cores in which the windings of: two adjacent poles, which in one essentially parallel to the plane of interest lying "are arranged, collectively alternating current excited are, while the windings of the other two cores are connected differently, so a phase sensitive Scanning winding arises. The two common alternating current excited poles can also become one if desired single pole, as their only function is to create an energy field that is connected to remote locations can be detected. Furthermore, a clocked, bistable signal output device is provided, which contains a first and a second signal input, both of which are mutually exclusive Polarity states of an output signal of the sensing winding speak to. A clock input of the clocked bistable

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Signalabgabeeinrichtung ist über einen 9O°-Zeitphasenschieber an die Erregungswicklung des Wandlers angeschlossen. The signal output device is via a 90 ° time phase shifter connected to the excitation winding of the converter.

Im Normalbetrieb der oben beschriebenen Anordnung wird an die Erregungswicklung (und an den Takteingang der bistabilen Signalabgabeeinrichtung) eine Erregungswechselspannung angelegt, die eine Frequenz hat, die viel höher als die von der periodischen Bewegung des Koppelglieds (Ankers) zwischen den gruppierten Kernen des Wandlers wiedergegebene Frequenz ist. Das Ausgangssignal der bistabilen Signalabgabeeinrichtung, das als Reaktion auf eine solche Bewegung des Ankers und die Hochfrequenzerregung entsteht, ist ein phasenempfindliches, zwei Zustände aufweisendes Ausgangssignal, das für Phasenzustandsänderungen im Abtastwicklungsausgangssignal extrem empfindlich ist, das für die Bewegung des Ankers durch eine Bezugsposition bezeichnend ist.In normal operation of the arrangement described above, the excitation winding (and the clock input of the bistable Signal output device) an excitation alternating voltage is applied, which has a frequency that is much higher than that of the periodic movement of the coupling element (armature) between the grouped cores of the transducer reproduced frequency is. The output signal of the bistable signal delivery device, which is generated in response to Such a movement of the armature and the high frequency excitation arises is a phase sensitive, two states having output signal that is extremely sensitive to phase changes in the sensing winding output signal which is indicative of the movement of the armature through a reference position.

Gemäß der Erfindung soll eine Vorrichtung zum Abtasten der Bewegung eines Koppelglieds durch ein Energiefeld in einer aufeinander folgenden Weise geschaffen werden. Außerdem soll eine Abtastvorrichtung geschaffen werden, die eine Bezugsposition aufweist, durch die sich das Koppelglied bewegt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll ein magnetisches, phasenempfindliches Positionsabtastwandlersystem mit einem spitzen Ansprechverhalten entstehen, das einen Bezugszustand anzeigt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll eine einen Bezugszustand anzeigende Vorrichtung geschaffen werden, die für solche Zustandsänderungen relativ unempfindlich ist, die hier nicht interessierenden Zuständen zugeordnet sind. Außerdem soll nach der Erfindung ein raumphasenempfindliches Steuersignal erzeugt werden, das für die asynchrone Zeitsteuerung eines zyklischen Maschinenablaufs angewendet werden kann.According to the invention, a device for sensing the movement of a coupling member through an energy field in be created in a sequential manner. In addition, a scanning device is to be created that has a Has reference position through which the coupling member moves. According to a development of the invention, a magnetic, phase sensitive position sensing transducer system with a sharp response behavior that indicates a reference state. According to another embodiment The invention is to provide a reference condition indicating device for such Changes of state is relatively insensitive, which are assigned states not of interest here. aside from that is to be generated according to the invention, a spatial phase-sensitive control signal for the asynchronous Time control of a cyclical machine sequence can be applied.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing shown. Show in it:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht des induktiven Wandlers nach der .Erfindung,Figure 1 is a perspective view of the inductive transducer according to the invention.

Figur 2 eine andere Ausführungsform des Wandlers von Fig. 1,FIG. 2 shows another embodiment of the converter of FIG Fig. 1,

Figur 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines solchen Wandlers, wobei gleichzeitig die Umgebung dargestellt ist, in der die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Vorrichtungen verwendet 'werden können,Figure 3 shows a section through a further embodiment of such a transducer, at the same time the Environment is shown in which the devices shown in FIGS. 1 and 2 are used 'can be

Figur 4A, 4B, 4C und 4D schematische Draufsichten auf die in Fig.. 3 dargestellte Anordnung, wobei vier repräsentative Drehpositionen der dort gezeigten Trommel bezüglich des Wandlers dargestellt sind,Figures 4A, 4B, 4C and 4D are schematic top views of the in Fig. 3 shown arrangement, with four representative rotational positions of the one shown there Drum are shown with respect to the transducer,

Figur 5A, 5B und 5C Darstellungen des Amplituden-, des Phasen- bzw. des abgetasteten Trägerverlaufs des erfindungsgemäßen Wandlers bei den räumlichen. Phasenbeziehungen, die in den Fig. 4A, 4B, 4C und 4D dargestellt sind,Figures 5A, 5B and 5C representations of the amplitude, the phase and the scanned carrier profile of the converter according to the invention in the spatial. Phase relationships shown in FIGS. 4A, 4B, 4C and 4D are shown,

Figur 6 ein Schaltbild eines unter Verwendung des Wandlers nach Fig. 1 oder Fig. 2 aufgebauten, auf bipolare Signale ansprechenden Wandlersystems zur Anzeige des Auftretens eines Bezugszustandes oder einer Bezugszustandsänderung,FIG. 6 is a circuit diagram of a bipolar one constructed using the converter according to FIG. 1 or FIG. 2 Signal-responsive converter system to indicate the occurrence of a reference state or a Change in reference state,

Figur 7 eine Reihe von Zeitdiagrammen des Verhaltens verschiedener Elemente des Wandlersystems nach Fig. 6, wobei die Art und Weise ihrer Zusammenwirkung gezeigt ist,Figure 7 is a series of timing diagrams showing the behavior of various Elements of the transducer system according to FIG. 6, showing the manner in which they interact is,

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Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen Rahmens, der dem von Fig. 1 gleicht, jedoch eine bevorzugte Polflächenausbildung aufweist, undFigure 8 is a perspective view of a magnetic frame similar to that of Figure 1, but one has preferred pole face configuration, and

Figur 9 eine Teildraufsicht auf den erfindungsgemäßen Wandler, in der gezeigt ist, wie er an einer Rundstrickmaschine angebracht werden kann.Figure 9 is a partial plan view of the transducer according to the invention, in which it is shown how it is on a Circular knitting machine can be attached.

Wie bereits erwähnt wurde, kann mit der hier beschriebenen Vorrichtung jede Art von geeigneter Energie verwendet werden, da der funktioneile Zusammenhang der verschiedenen Bauelemente der Abtastvorrichtung von Bedeutung ist und nicht die Art der verwendeten Energie. Ferner erfolgt die anschließende Beschreibung, wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, unter Bezugnahme auf eine rotierende Trommel (wie etwa in einer Rundstrickmaschine), doch sei bemerkt, daß die grundlegende Idee auch auf die Feststellung und Bezugnahme auf eine lineare Bewegung anwendbar ist.As already mentioned, any type of suitable energy can be used with the device described here, because the functional relationship between the various components of the scanning device is important and not the type of energy used. Furthermore, the following description takes place, as also already mentioned has been made with reference to a rotating drum (such as in a circular knitting machine), but it should be noted that the basic idea is also applicable to the detection and reference to a linear motion.

In Fig. 1 ist ein elektromagnetischer, induktiver Positionsabtastwandler dargestellt, der einen magnetischen Kern 10 mit einer Gruppenanordnung aus vier symmetrisch im Abstand voneinander angebrachten Polen 11, 12, 13 und 14 mit darauf angebrachten Wicklungen enthält. Eine ein Energiefeld erzeugende Erregun^swicklung 15 um die Pole 13 und 14 erlaubt deren gemeinsame Erregung, während Empfängerwicklungen 16 und 17 um jeden der Pole 11 und 12 entgegengesetzt zueinander gewickelt und dann in Serie miteinander verbunden sein können, so daß sie eine phasenempfindliche Abtastwicklung bilden. Die Empfängerwicklungen 16 und 17 liegen im Abstand voneinander längs einer Linie, die allgemein parallel zu der Richtung verläuft, in der sich ein Koppelglied an ihnen vorbeibewegt. Die Empfängerwicklungen 16 und 17 liegen auch im Abstand von der Erregungswicklung 15. Es ist offensichtlich, daß die PoleIn Fig. 1 is an electromagnetic, inductive position sensing transducer shown, the one magnetic core 10 with a group arrangement of four symmetrically includes spaced poles 11, 12, 13 and 14 with windings mounted thereon. One a Energy field generating excitation winding 15 around the poles 13 and 14 allow them to be excited together, while receiver windings 16 and 17 around each of poles 11 and 12 wound opposite to each other and then connected in series so that they have a phase sensitive Form scanning winding. The receiver windings 16 and 17 are spaced from one another along a Line generally parallel to the direction in which a coupling link moves past them. The receiver windings 16 and 17 are also spaced from the excitation winding 15. It is evident that the poles

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13 und 14 zu einem einzigen Pol zusammengefaßt werden könnten und doch die gleiche Funktion ausüben könnten. .13 and 14 could be combined into a single pole and yet could perform the same function. .

In der Anordnung von Fig. 1 bilden die vier zueinander parallelen, seitlich im Abstand voneinander liegenden Pole 11, 12, 13 und 14 des Kerns 10 sich gegenseitig ausschließende Ecken eines rechteckigen Orts mit den ersten und zweiten Polen 11 und 12, die ein erstes benachbartes Polpaar bilden, den ersten und dritten Polen 11 und 13, die ein erstes diagonales Polpaar bilden, den zweiten und vierten Polen 12 und 14, die ein zweites diagonales Polpaar bilden, den dritten und vierten Polen 13 und 14, die ein zweites benachbartes Polpaar bilden, den ersten und vierten Polen 11 und 14, die ein drittes benachbartes Polpaar bilden, und den zweiten und dritten Polen .12 und 13, die ein viertes benachbartes Polpaar bilden.In the arrangement of FIG. 1, the four form mutually parallel, laterally spaced from each other Poles 11, 12, 13 and 14 of the core 10 are mutually exclusive Corners of a rectangular location with the first and second poles 11 and 12 being a first adjacent Form pole pair, the first and third poles 11 and 13, which form a first diagonal pole pair, the second and fourth poles 12 and 14, which form a second diagonal pole pair, the third and fourth poles 13 and 14, which form a second adjacent pole pair, the first and fourth poles 11 and 14, which form a third adjacent Form pole pair, and the second and third poles .12 and 13, which form a fourth adjacent pole pair.

Nach Anlegen einer Erregungswechselspannung an die Erregungswicklung 15, die in jedem der Pole 14 und 13 einen gleichgepolten Wechselfluß erzeugt, entstehen durch induktive Kopplung in jeder der Empfängerwicklungen 16 und 17 induzierte Spannungen, wie in der Technik bekannt ist. Wenn in der Anordnung von Fig. 1 eine symmetrische Beziehung aufrechterhalten ist und die Empfängerwicklungen 16 und 17 in Serie einander entgegengesetzt verbunden sind, dann ist die in jeder Wicklung induzierte Teilspannung der anderen entgegengesetzt, so daß die daraus resultierende induzierte Ausgangsspannung Null ist. Wenn jedoch eine Asymmetrie eingeführt wird, werden in den Empfängerwicklungen 16 und 17 Spannungen mit unterschiedlicher Größe induziert, so daß eine von Null abweichende Differ^nzausgangsspannung entsteht. Eine solche Asymmetrie kann durch die asymmetrische Anbringung oder Bewegung einer magnetischen Zunge 18 (Koppelglied) bezüglich der Pole 11,12, 13 und 14 eingeführt werden. Wenn sich beispiels-After applying an alternating excitation voltage to the excitation winding 15, which generates an alternating flux with the same polarity in each of the poles 14 and 13, are produced by inductive fluxes Coupling induced voltages in each of the receiver windings 16 and 17, as is known in the art. When a symmetrical relationship is maintained in the arrangement of Figure 1 and the receiver windings 16 and 17 are connected in series opposite to one another, then is the partial voltage induced in each winding opposite to the other, so that the resulting induced output voltage is zero. But when an asymmetry is introduced, voltages in the receiver windings 16 and 17 are different Induced size, so that a differential output voltage deviating from zero arises. Such asymmetry can be caused by the asymmetrical attachment or movement of a magnetic tongue 18 (coupling member) with respect to the poles 11, 12, 13 and 14 are introduced. If, for example,

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— R —- R -

weise ein Ende der magnetischen Zunge 18 zwischen den Polen 11 und 14 befindet (wie in Fig. 1 dargestellt ist), dann wird die induktive Kopplung zwischen der Erregungswicklung 15 und der Empfängerwicklung 16 erhöht, wodurch ein Unterschied zwischen den in den Empfängerwicklungen 16 und 17 induzierten Spannungen entsteht, wobei die Phasenlage der Differenzspannung die Phasenlage der Spannung der Empfängerwicklung 16 anzeigt. Wenn die Zunge zwischen den Polen 12 und 13 läge, würde sich in den Empfängerwicklungen 16 und 17 eine reine Differenzspannung ergeben, deren Phasenlage die Phasenlage der Spannung der Empfängerwicklung 17 anzeigte. Eine Bewegung der Zunge 18 aus einer Position zwischen den Polen 11 und in eine Position zwischen den Polen 12 und 13, so daß sie sich durch eine Mittelposition bewegt, führt zu einer durch Null gehenden und zugleich eine Phasenumkehr aufweisenden abgetasteten Differenzspannung.wise one end of the magnetic tongue 18 is located between the poles 11 and 14 (as shown in Fig. 1), then the inductive coupling between the excitation winding 15 and the receiver winding 16 is increased, whereby a difference arises between the voltages induced in the receiver windings 16 and 17, the Phase position of the differential voltage indicates the phase position of the voltage of the receiver winding 16. When the tongue were between the poles 12 and 13, there would be a pure differential voltage in the receiver windings 16 and 17 result, the phase position of which indicated the phase position of the voltage of the receiver winding 17. A movement of the Tongue 18 from a position between the poles 11 and into a position between the poles 12 and 13, so that it moves through a middle position, leads to one that goes through zero and at the same time shows a phase reversal sampled differential voltage.

Die Erregungswicklung 15 ist in Fig. 1 zwar als einzige Wicklung um beide Pole 13 und 14 dargestellt, doch kann eine bevorzugte Ausführung einer solchen Erregungswicklung aus getrennten Wicklungen 15 A und 15B auf den Polen 13 bzw. 14 bestehen, die gleichsinnig in Reihe (wie in Fig.2 dargestellt ist) oder gleichsinnig parallel miteinander verbunden sein können.The excitation winding 15 is shown in Fig. 1 as the only winding around both poles 13 and 14, but can a preferred embodiment of such an excitation winding from separate windings 15 A and 15 B on the poles 13 or 14 exist, which are in the same direction in series (as shown in Fig.2) or in the same direction parallel to one another can be connected.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform zur Feststellung der Bewegung oder der Winkelposition von magnetischen Zungen, die radial von einer rotierenden Trommel abstehen, kann außerdem dafür gesorgt sein, daß die Empfindlichkeit des Wandlers für einen unrunden Maschinenlauf herabgesetzt wird. Solche Unrundheiten treten als axiale Unrundheiten oder axiale Toleranzen bei der Plazierung der Zungen 18 an der Umfangslinie der Maschinentrommel und auch als radiale Unrundheiten infolge von Exzentrizitäten derIn a preferred embodiment to determine the Movement or angular position of magnetic tongues that protrude radially from a rotating drum In addition, it must be ensured that the sensitivity of the converter to an out-of-round machine run is reduced will. Such out-of-roundness occurs as axial out-of-roundness or axial tolerances in the placement of the tongues 18 on the circumference of the machine drum and also as radial out-of-roundness as a result of eccentricities of the

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Trommel und (in einem geringeren Ausmaß) von Toleranzen der Zungen selbst auf. Die Auswirkungen einer axialen Undrundheit sind im wesentlichen gleich Null, wenn die Abstände zwischen den Polen 11 und 14 und zwischen den Polen 12 und 13 genügend groß sind, damit die vertikale Zungenabmessung und die.radiale (vertikale) Abweichung aufgenommen werden können, weil die·reine vertikale Luftspaltlänge im Magnetkreis nicht verändert wird. Die Auswirkungen einer radialen (horizontalen) Unrundheit bestehen jedoch darin, daß der Abschnitt der magnetischen Zunge 18, der in den Magnetkreis mit den Polen 11, 12, 13 und 14 eingefügt ist, und auch die Nähe der magnetischen Trommel zu dem Magnetkreis verändert werden. Solche Einflüsse werden mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Abänderung im wesentlichen vermieden oder herabgesetzt.Drum and (to a lesser extent) tolerances of the tongues themselves. The effects of an axial Out-of-roundness are essentially zero if the distances between the poles 11 and 14 and between the Poles 12 and 13 are sufficiently large so that the vertical tongue dimension and the radial (vertical) deviation can be included because the · pure vertical air gap length is not changed in the magnetic circuit. The effects of radial (horizontal) runout exist however, in the fact that the portion of the magnetic tongue 18 which is in the magnetic circuit with the poles 11, 12, 13 and 14 is inserted, and also the proximity of the magnetic drum to the magnetic circuit can be changed. Such influences are substantially avoided or reduced with the aid of the modification shown in FIG. 3.

Fig. 3 zeigt schematisch einen vertikalen Schnitt durch die Zunge 18 von Fig. 1, wobei ein Abschnitt einer drehbaren Trommel 19, von der angenommen wird, daß sie um eine vertikale Achse drehbar angebracht ist, dargestellt ist, an der die Zunge 18 so angebracht ist, daß sie radial von ihr absteht und zwischen.die Pole 11 und 14 ragt. Der radiale Spielraum zwischen der Trommel 19 und jedem der Pole 11 und 14 ist so gewählt, daß er die radiale Unrundheit der Trommel 19 aufnimmt, so daß eine Zerstörung des die Pole 11 und 14 enthaltenden Wandlers vermieden wird. Ferner sind die Enden 20 der Pole 11 und 14 abgeschrägt, so daß zur Trommel 19 hin ein maximaler durchschnittlicher Luftspalt gebildet wird, damit der Einfluß einer radialen Unrundheit der Trommelwand auf den Wandlermagnetkreis vermindert wird, während ein relativ fester Pfad mit niedrigem magnetischem Widerstand zwischen den innenliegenden Stirnflächen 21 der Pole 11 und 14 und der Zunge 18 beibehalten wird. Wie oben beschrieben wurde, ist der vertikale Spielraum zwischen den Polen 11 und 14 (und zwischenFig. 3 shows schematically a vertical section through the tongue 18 of FIG. 1, with a portion of a rotatable Drum 19 assumed to be rotatably mounted about a vertical axis is shown is, on which the tongue 18 is attached so that it protrudes radially from her and between.die Pole 11 and 14 protrudes. Of the radial clearance between the drum 19 and each of the poles 11 and 14 is chosen so that it has the radial runout the drum 19 receives, so that destruction of the transducer containing the poles 11 and 14 is avoided. Furthermore, the ends 20 of the poles 11 and 14 are beveled, so that towards the drum 19 a maximum average Air gap is formed so that the influence of a radial runout of the drum wall on the converter magnetic circuit is reduced is, while a relatively solid, low reluctance path between the interior End faces 21 of the poles 11 and 14 and the tongue 18 is retained. As described above, the is vertical Space between poles 11 and 14 (and between

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den Polen 12 und 13) so gewählt, daß er die axiale oder vertikale Unrundheit der Zunge 18 aufnehmen kann, wobei die gesamtevertikale Luftspaltlänge unveränderlich ist. Der effektive horizontale Bereich der Zunge 18, der zwischen den Stirnflächen 21 der Pole 11 und 14 (in Fig. 3) liegt, wird im wesentlichen dadurch von einer radialen Unrundheit unbeeinflußt gehalten, daß in der Stirnfläche 21 jedes der Pole 11 und 14 in einen der radialen Nennlänge der Zunge 18 entsprechenden Zwischenabstand eine Quernut 22 angebracht wird, deren Breite der radialen Unrundheit der Zunge 18 entspricht. Die Beschreibung von Fig. 3 ist auch auf die Pole 11 und 14 des Wandlers von Fig. 1 und Fig. 2 gerichtet; dabei ist klar, daß die in Fig. 3 dargestellten Merkmale in gleicher Weise auch auf die Pole 12 und 13 dieser Wandler angewendet werden sollen.the poles 12 and 13) chosen so that it can accommodate the axial or vertical out-of-roundness of the tongue 18, wherein the total vertical air gap length is invariable. The effective horizontal area of tongue 18 that is between the end faces 21 of the poles 11 and 14 (in Fig. 3) is essentially a radial Out-of-roundness kept unaffected that in the end face 21 of each of the poles 11 and 14 in one of the radial nominal length the tongue 18 corresponding spacing a transverse groove 22 is attached, the width of the radial Out-of-roundness of the tongue 18 corresponds. The description of FIG. 3 also applies to poles 11 and 14 of the converter of FIG Figs. 1 and 2 directed; It is clear that the features shown in Fig. 3 also apply in the same way poles 12 and 13 of these transducers are to be used.

Bei einem gewähnlichen Anwendungsfall der hier beschriebenen Vorrichtung als ein wechselstromerregter Wandler zur Erzeugung eines phasenempfindlichen spitzen Ansprechverhaltens auf eine Reihe von räumlichen Bezugswinkelstellungen einer rotierenden Trommel sind am Umfang der Trommel 19 mehrere im gleichen Winkelabstand liegende Zungen angebracht, die bei ihrer an dem Wandler vorbeiführenden Drehung, wie durch die vier aufeinander folgenden diskreten Stellungen in Fig. 4A, 4B, 4C und 4D dargestellt ist, die Gruppe der Amplituden-, Phasen- und Ausgangsschwingungsverläufe erzeugen, die in den Fig. 5A, 5B bzw. 5C für jede der vier diskreten, in den Fig. 4A, 4B, 4C und 4D dargestellten Positionen gezeigt sind.In a common application of the one described here Device as an AC-excited converter for generating a phase-sensitive, peak response A number of spatial reference angular positions of a rotating drum are on the circumference of the drum 19 several tongues at the same angular distance attached, which lead past the transducer in their Rotation, as represented by the four consecutive discrete positions in Figures 4A, 4B, 4C and 4D, which Generate group of amplitude, phase and output waveforms shown in FIGS. 5A, 5B and 5C for each of the four discrete positions shown in Figures 4A, 4B, 4C and 4D are shown.

Beispielsweise besteht in einer ersten Stellung A, in der die Zunge 18A (in der schematischen Draufsicht von Fig. 4A) eine maximale magnetische Kopplung oder ein Pfad mit minimalem magnetischem Widerstand zwischen den Polen 12 und (von Fig. 1), während eine minimale Kopplung oder ein maximaler magnetischer Widerstand zwischen den Polen 11 undFor example, in a first position A, in which the tongue 18A (in the schematic top view of FIG. 4A) maximum magnetic coupling or a path with minimum reluctance between poles 12 and 12 (of Fig. 1), while a minimum coupling or a maximum magnetic reluctance between poles 11 and

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(von Fig. 1) angenommen wird. Demgemäß ist zu erkennen, daß die (von den Wicklungen 16 und 17 gebildete) Abtastwicklung eine maximale (Differenz-)Amplitude einer vorgewählten Phase liefert, die derjenigen entspricht, die der induzierten Spannung in der Wicklung 17 des Kerns 3 (am Punkt 22 von Fig. 5A) zugeordnet ist.(of Fig. 1) is assumed. Accordingly, it can be seen that the sensing winding (formed by windings 16 and 17) provides a maximum (difference) amplitude of a preselected phase which corresponds to that which is associated with the induced voltage in winding 17 of core 3 (at point 22 of Fig. 5A).

Nach Drehung der Trommel 19 in eine darauffolgende Position entsprechend einer symmetrischen horizontalen Ausrichtung der den Polen 11 und 12 gegenüberliegenden Zungen 18A und 18C, erzeugen die dabei in der Abtastwicklung induzierten gleichen und entgegengesetzen Teilspannungen eine Nullamplitude, die durch die Amplitudenabnahme der Kurve 28 im Punkt B von Fig. 5C dargestellt ist. Wenn sich die Trommel 19 vorbei an der Nullposition B, weiterdreht, ändert sich die Phasenlage der Ausgangsspannung der Abtastwicklung, wie durch die Vorzeichenänderungen der Kurven 26, 27 und 28 gezeigt ist. Die weitere Bewegung der Trommel in Position C (die in Fig. 4C dargestellt ist) führt dazu, daß die Zunge 18C im wesentlichen auf den Pol 11 (und den nicht dargestellten Pol 14) ausgerichtet liegt, so daß ein zweites Ausgangssignal mit maximaler Amplitude im zweiten Phasenzustand erzeugt wird, wie durch den Punkt 24 an der Kurve 26 von Fig. 5A gezeigt ist. Eine solche zweite Amplitudenspitze ist auch durch den zugehörigen Amplitudenzustand der Trägerschwingung am Punkt C von Fig. 5C dargestellt.After rotating the drum 19 in a subsequent position corresponding to a symmetrical horizontal orientation of the tongues 18A and 18C opposite the poles 11 and 12, generate the ones induced in the sensing winding equal and opposite partial voltages have a zero amplitude, which is caused by the decrease in amplitude of the Curve 28 is shown at point B of Figure 5C. When the drum 19 continues to rotate past the zero position B, the phase position of the output voltage of the sensing winding changes, as is the case with the change in sign of curves 26, 27 and 28 is shown. The further movement of the drum in position C (which is shown in Fig. 4C) causes tongue 18C to be substantially aligned with pole 11 (and pole 14, not shown) is so that a second output signal with maximum amplitude is generated in the second phase state, such as is shown by point 24 on curve 26 of Figure 5A. Such a second amplitude peak is also through the associated amplitude state of the carrier oscillation shown at point C of Figure 5C.

zur
Wenn sich die Trommel /nächstfolgenden Station D dreht, liegen die Zungen 18B, 18C nun symmetrisch horizontal bezüglich der Pole 11 und 12 des Wandlers, so daß an der Abtastwicklung ein Ausgangssignal mit der Amplitude Null entsteht, das durch den Punkt 25 an der Kurve 26 von Fig. 5A und den Amplitudennullpunkt der Schwingung 28 am Punkt D von Fig. 5C gezeigt ist. Wenn sich die Trommelto the
When the drum / next station D rotates, the tongues 18B, 18C are now symmetrically horizontal with respect to the poles 11 and 12 of the transducer, so that an output signal of zero amplitude is produced on the sensing winding, which is passed through point 25 on curve 26 5A and the zero amplitude point of oscillation 28 at point D of FIG. 5C. When the drum

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an der Position D vorbeidreht, erfolgt eine Phasenumkehr, die durch die Zustandsänderung der Kurve 27 (in Fig. 5B) und durch die Richtungsumkehr der Schwingung 28 am Punkt D (Fig. 5C) dargestellt ist.rotates past position D, a phase reversal occurs, caused by the change in state of curve 27 (in FIG. 5B) and by reversing the direction of oscillation 28 at point D. (Fig. 5C) is shown.

Das oben beschriebene Ansprechverhalten der Abtastwicklung wird in der Anordnung von Fig". 6 dazu verwendet, ein binär kodiertes Ausgangssignal zu erzeugen, das den von der Kurve 27 ±i Fig. 5B dargestellten Zustand anzeigt.The response of the sensing winding described above is used in the arrangement of FIG to generate binary coded output signal indicating the condition shown by curve 27 ± i in FIG. 5B.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung einer Weiterbildung der hier beschriebenen Vorrichtung, in der die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Wandler vorteilhaft verwendet werden können. Es sind eine Erregungswicklung 15 und gegensinnig verbundene (gegensinnig in Serie) Abtastwicklungen 16 und 17 einer mit einer Gruppe von vier Polen versehenen Wandleranordnung vorgesehen, die den Anordnungen nach Fig. 1 und Fig. 2 entspricht. Außerdem ist eine getaktete,binär kodierte, bistabile Signalabgabeeinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Signaleingang vorgesehen, die auf sich gegenseitig ausschließende Polaritäten oder Phasenzustände des Ausgangssignals der Abtastwicklungen 16 und 17 anspricht. Diese bistabile Signalabgabeeinrichtung kann aus einer getakteten Flip-Flop-Schaltung 31 mit einem Setzeingang (J) 29 und einem Rücksetz eingang (K) und aus einer den Setzeingang 29 mit dem Rücksetz eingang 32 verbindenden Signalinvertierschaltung 33 bestehen. Ein Takteingang der Flip-Flop-Schaltung 31 ist wirkungsmäßig an eine Eingangsklemme 35 der Erregungswicklung über einen 90°- Phasenschieber 36 angeschlossen.6 shows a block diagram of an arrangement of a development of the device described here, in which the transducers shown in FIGS. 1, 2 and 3 can be used to advantage. There is an excitation winding 15 and connected in opposite directions (in opposite directions in Series) sensing windings 16 and 17 of a transducer arrangement provided with a group of four poles are provided, which corresponds to the arrangements according to FIGS. 1 and 2. In addition, there is a clocked, binary-coded, bistable signal output device with a first and a second Signal input provided, which is based on mutually exclusive polarities or phase states of the output signal the sensing windings 16 and 17 responds. This bistable signal output device can consist of a clocked flip-flop circuit 31 with a set input (J) 29 and a reset input (K) and from one of the Set input 29 with the reset input 32 connecting signal inverter circuit 33 exist. A clock input the flip-flop circuit 31 is operatively connected to an input terminal 35 of the excitation winding via a 90 ° - Phase shifter 36 connected.

Da Phasenzustandsänderungen und nicht Amplitudenänderungen (beim Amplitudenwert Null) von Interesse sind, 'ist zwischen die gemeinsame Klemme 29 und die AbtastwicklungenSince phase state changes and not amplitude changes (when the amplitude value is zero) are of interest, 'is between the common terminal 29 and the sensing windings

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16 und 17 eine erste, Rechtecksignale erzeugende Einrichtung 37 eingefügt, und zwischen den 90 -Phasenschieber 36 und die Takteingangsleitung 34 eine zweite Rechtecksignale abgebende Einrichtung 38 eingeschaltet. Diese bistabilen, Rechtecksignale abgebenden Einrichtungen sind im wesentlichen Detektoren mit niedrigem Schwellwert, beispielsweise Schmitt-Trigger, die zur Feststellung von Nulldurchgängen oder Nullpunkten der Schwingung der Erregungsquelle in der Technik bekannt sind. Die Feststellung solcher Schwingungsnullpunkte im gedämpften Ausgangssignal der Abtastwicklungen 16 und 17 kann dadurch zweckdienlicher gemacht werden, daß ein Verstärker 39 mit hohem Verstärkungsfaktor kompensierend angewendet wird, der zwischen die Abtastspule 16 und die als Nulldurchgangsdetektor wirkende Einrichtung 37 eingefügt ist.16 and 17, a first device 37 generating square-wave signals is inserted, and between the 90 phase shifter 36 and the clock input line 34 a second square wave signal donating device 38 switched on. These bistable, square-wave signals emitting devices are essentially Detectors with a low threshold value, for example Schmitt triggers, which are used to detect zero crossings or zero points of the oscillation of the excitation source are known in the art. Finding such Vibration zero points in the damped output signal of the sensing windings 16 and 17 can thereby be more expedient be made that a high gain amplifier 39 is applied compensatingly between the scanning coil 16 and the device 37 acting as a zero crossing detector are inserted.

Im Normalbetrieb der Anordnung von Fig. 6 wird der Zustand des binär kodierten Signals am Ausgang (Q) der Flip-Flop-Schaltung 31 durch die Anlegung eines Setz- oder Rücksetz-Signals am entsprechenden Eingang der Eingänge J und K der Flip-Flop-Schaltung 31 kontrolliert. Der Ausgangssignal zustand kann jedoch als Antwort auf eine Eingangssignaländerung nur während eines vorgewählten Taktintervalls (oder der ins Negative gehenden Flanke des Takteingangssignals an der Leitung 34 von Fig. 6) verändert werden. Dieser Betrieb der Anordnung von Fig. 6 läßt sich besser aus der Gruppe von Signalverläufen von Fig. 7 erkennen, in der die Kurve 40 das um 90 phasenverschobene Takteingangssignal an der Leitung 34 von Fig. 6 darstellt, die Kurven 41 und 42- die binär kodierten Signale am Eingang J bzw. am komplementären Eingang K der Flip-Flop-Schaltung 31 darstellen und die Kurve 43- das binär kodierte Signal am Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 31 darstellt.In normal operation of the arrangement of FIG. 6, the state of the binary-coded signal at the output (Q) of the flip-flop circuit 31 by applying a set or reset signal to the corresponding input of inputs J and K the flip-flop circuit 31 is controlled. However, the output signal state can be in response to an input signal change only during a preselected clock interval (or the negative edge of the clock input signal on line 34 of FIG. 6). This operation of the arrangement of FIG can be better recognized from the group of signal courses of FIG. 7, in which the curve 40 is the phase shifted by 90 Represents the clock input signal on line 34 of FIG. 6, curves 41 and 42 - the binary coded signals at the input J or at the complementary input K of the flip-flop circuit 31 and the curve 43 - the binary coded Signal at the output Q of the flip-flop circuit 31 represents.

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Bei den gleichzeitigen Zuständen der Kurven 40, 41 und 42 im Zeitpunkt t_Q von Fig. 7 erscheint die ins Negative gehende Flanke des Takteingangssignals 40 während eines Signalwerts Null am Eingang J (entsprechend dem Signalwert 1 am Eiigarg K und der Asymmetrie von Fig. 4A) , so daß der Signalwert Null oder der "Q"-Zustand des Ausgangs Q (gemäß der Kurve 43 bei t) aufrechterhalten wird. Das anschließende Anlegen eines Signalwerts 1 am Eingang J, das zwischen den Zeitpunkten t. und t₂ erfolgt, führt nicht zu einer Änderung des Signals am Ausgang Q (gemäß der Kurve 43 im Zeitpunkt t.), weil in diesem Zeitintervall keine negative Flanke des Takteingangssignals 40 erscheint.With the simultaneous states of curves 40 , 41 and 42 at time t _Q of FIG. 7, the negative edge of clock input signal 40 appears during a signal value zero at input J (corresponding to signal value 1 at egg K and the asymmetry of FIG. 4A ), so that the signal value zero or the "Q" state of the output Q (according to curve 43 at t) is maintained. The subsequent application of a signal value 1 at input J, which occurs between times t. and t ₂ occurs, does not lead to a change in the signal at output Q (according to curve 43 at time t.), because no negative edge of clock input signal 40 appears in this time interval.

Wenn von den Abtastwicklungen 16 und 17 von Fig. 6 eine Phasenumkehr festgestellt wird, die dan· Durchgang einer magnetischen Zunge durch eine Syrnmetrieposition (Fig. 4B oder die Position B von Fig.5^ntfridit, afd$ eine Unregelmäßigkeit in der Form der Kurven 4] und 42, wie im Zeitpunkt t₂ von Fig. 7 dargestellt ist. Eine darauf folgende negative Flanke des Takteingangssignals 40, die während einer solchen Unregelmäßigkeit (oder während des Signalwerts 1 am Eingang J) im Zeitpunkt t~ auftritt, ermöglicht dem Signalwert 1 am Ausgang J den Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 31 auf einen entsprechenden Signalwert 1 (Kurve 43 im Zeitpunkt t₃) zu setzen. Dieser Zustand der Richtungsumkehr der Asymmetrie (entsprechend der in Fig. 4C dargestellten Situation) erfolgt bei der negativen Flanke des Takteingangssignals 40 (in Fig. 7) während des Signalwerts 1 am Eingang J (Kurve 41) zwischen den Zeitpunkten t₃ und t-. Nach einer zweiten Phasenumkehr (im Zeitpunkt tj von Fig. 7) entsprechend der in Fig. 4A dargestellten Asymmetrie ermöglicht die darauf folgende negative Flanke des Takteingangssignals 40 (im Zeitpunkt t-), daß der Zustand des Signals am Eingang K (Kurve 42 im Zeitpunkt t₅) die Rücksetzung des Ausgangs Q auf den Signalwert Null oder den "Q"-Zustand.If a phase reversal is detected by the sensing windings 16 and 17 of FIG. 6, which then results in an irregularity in the shape of the curves 4] and 42, as shown at time t ₂ of Fig. 7. A subsequent negative edge of the clock input signal 40, which occurs during such an irregularity (or during signal value 1 at input J) at time t ~, enables the signal value 1 to set output Q of flip-flop circuit 31 to a corresponding signal value 1 (curve 43 at time t ₃ ) at output J. This state of reversal of direction of asymmetry (corresponding to the situation shown in FIG. 4C) occurs in the negative Edge of clock input signal 40 (in FIG. 7) during signal value 1 at input J (curve 41) between times t ₃ and t-. After a second phase reversal (at time tj of FIG. 7) according to de r asymmetry shown in Fig. 4A enables the subsequent negative edge of the clock input signal 40 (at time t-) that the state of the signal at input K (curve 42 at time t ₅ ) resetting the output Q to the signal value zero or the "Q" state.

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Die positive Flanke (oder"eine vorgewählte Zustandsänderung) des Signals am Ausgang Q (Kurve 43 im Zeitpunkt t₃) kann zur asynchronen Steuerung eines automatischen Steuerzyklus, beispielsweise zur Steuerung einer automatisch gesteuerten Rundstrickmaschine verwendet werden. Die Zeitdauer des Signalwerts 1 am Ausgang Q ist genügend lang, damit eine Trigger-Schaltung als Reaktion auf die Zustandsänderung (im Zeitpunkt t,) ausgelöst werden kann. Die Verwendung binär kodierter Ausgangssignale stellt ein Taktsteuersignal sicher, das unabhängig von Änderungen der Systemparameter ist. Da das Ausgangssignal auf Zweiphasenumkehrvorgänge anspricht, ist die Qualität des Ansprechverhaltens im wesentlichen von der Maschinengeschwindigkeit und von Änderungen der Maschinengeschwindigkeit unabhängig .The positive edge (or “a preselected change in state) of the signal at output Q (curve 43 at time t ₃ ) can be used for asynchronous control of an automatic control cycle, for example for controlling an automatically controlled circular knitting machine long enough for a trigger circuit to be triggered in response to the change in state (at time t 1). The use of binary-coded output signals ensures a clock control signal that is independent of changes in the system parameters Quality of the response behavior essentially independent of the machine speed and changes in the machine speed.

Die Taktsteuerung der Flip-Flop-Schaltung von Fig. 6 ist zwar so beschrieben worden, daß sie auf die negativen Flanken eines Taktimpulseingangssignals anspricht, doch ist klar, daß das hier beschriebene Prinzip nicht darauf beschränkt ist und daß auch die positiven Flanken des Taktimpulseingangssignals verwendet werden können.The timing control of the flip-flop circuit of FIG. 6 is although it has been described as being responsive to the negative edges of a clock pulse input signal, it does it is clear that the principle described here is not limited to this and that the positive edges of the Clock pulse input signal can be used.

Somit ist ein wechselstromerregtes Wandlersystem beschreiben worden, dä3 ein phasenempfindliches Spitzenansprechverhalten auf eine Bezugssymmetrieposition einer sich in radialer Richtung erstreckenden magnetischen Zunge an einer rotierenden Trommel aufweist, wobei die Zeit des Auftretens einer vorgewählten Winkelposition der drehbaren Trommel zur zyklischen Steuerung von mit einer solchen Trommel durchgeführten Maschinenvorgängen ausgesucht ist. Ein solches System ist außerdem mit den Begriffen eines Wandlers beschrieben worden, der relativ unempfindlich für Maschinenunrundheiten oder axiale oder radiale Toleranzen der rotierenden Maschine ist.Thus, an AC excited transducer system has been described that has a phase sensitive peak response to a reference symmetry position of a magnetic extending in the radial direction Has tongue on a rotating drum, the time of occurrence of a preselected angular position the rotatable drum for the cyclical control of machine processes carried out with such a drum is selected. Such a system has also been described in terms of a transducer, the relative is insensitive to machine irregularities or axial or radial tolerances of the rotating machine.

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In Fig. 8 der Zeichnung ist ein Magnetkern 50 dargestellt, der dem Magnetkern von Fig. 1 gleicht, dessen nach außen ragende Schenkel 51 jedoch mit Polflächen ausgestattet sind, die aus mehreren Stegen 52 gebildet sind. Die Stege 52 sind jeweils durch eine Nut 53 voneinander getrennt, so daß jeder Steg im wesentlichen zu einer einzelnen Polfläche wird. Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung dieser Polflächengestaltung eine größere Betriebsempfindlichkeit erzielt werden kann, so daß die Abtastvorrichtung verwendet werden kann, ohne daß eine magnetische Zunge erforderlich ist, die im Zusammenhang mit der oben erwähnten Ausgestaltung beschrieben worden ist. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß die Abtastvorrichtung 'bei Verwendung an einer rotierenden Trommel, wie an einer Rundstrickmaschine, am Maschinenaufbau unmittelbar am Außenumfang der rotierenden Trommel angrenzend in dem Bereich angebracht werden kann, in dem keine magnetischen Zungen verwendet werden.In Fig. 8 of the drawing, a magnetic core 50 is shown, which is similar to the magnetic core of Fig. 1, its outward However, protruding legs 51 are equipped with pole faces which are formed from several webs 52. The bridges 52 are each separated from one another by a groove 53, so that each web is essentially a single Pole face becomes. It has been shown that the use of this pole face design provides greater operational sensitivity can be achieved so that the scanning device can be used without a magnetic Tongue is required, which has been described in connection with the above-mentioned embodiment. For example, it has been shown that the scanning device 'when used on a rotating drum, like on a circular knitting machine, directly adjacent to the machine structure on the outer circumference of the rotating drum Can be placed in the area where magnetic tongues are not used.

Dies kann man am besten aus Fig. 9 erkennen, wo der Magnetkern 50 an der oberen Fläche eines Rahmenteils 55 befestigt dargestellt ist, der sich kreisförmig um den Außenumfang der Trommel 56 erstreckt. Die Trommel enthält eine Anzahl von Schlitzen 57, die oft auch Kanäle genannt werden, in denen die üblichen Nadeln so angebracht sind, daß sie sich im wesentlichen parallel zur Drehachse der Trommel 56 vertikal bewegen. Die Polflächen 52 sind wirksam angrenzend am Außenumfang der Trommel 56 angebracht, und sie sprechen auf die Vorbeibewegung der Bereiche 58 der Trommel 56 an, die zwischen den vertikal verlaufenden Schlitzen 57 liegen. Die Wirkungsweise dieses Kerns entspricht der oben im Zusammenhang mit dem Kern von Fig. 1 beschriebenen Wirkungsweise, so daß weitere Ausführungen dazu hier nicht gemacht werden müssen.This can best be seen from Fig. 9, where the magnetic core 50 is shown attached to the upper surface of a frame part 55, which extends circularly around the outer circumference the drum 56 extends. The drum contains a number of slots 57, often called channels, in which the usual needles are mounted so that they are substantially parallel to the axis of rotation of the drum 56 vertically move. The pole faces 52 are operatively mounted adjacent the outer periphery of the drum 56 and they speak to the movement of the areas 58 of the drum 56 which lie between the vertically extending slots 57. The mode of operation of this core corresponds to that described above in connection with the core of FIG Mode of operation, so that further explanations do not have to be made here.

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Die hier beschriebene Vorrichtung ist zwar für die Verwendung als Bezugspositionsabtaster zur Zusammenarbeit. mit einem rotierenden System zu dessen Synchronisierung beschrieben worden, doch ist ihr Prinzip keineswegs darauf beschränkt, und die Frequenz des Erscheinens öder die Periodizität der abgetasteten Bezugsposition kann beim Abtasten einer Wickelgeschwindigkeit oder von höheren Ableitungen einer Winkel- oder Drehbewegung angewendet 'werden. Ferner muß eine solche Abtastung nicht auf eine Drehbewegung beschränkt sein, sondern sie kann auch auf eine translator!sehe Bewegung angewendet werden.The device described here is for use as a reference position scanner for cooperation. has been described with a rotating system to synchronize it, but its principle is by no means limited to this, and the frequency of appearance or the Periodicity of the scanned reference position can be used when scanning a winding speed or higher derivatives an angular or rotary motion '. Furthermore, such a scan does not have to be on a Rotational movement may be limited, but it can also be applied to a translator movement.

Claims

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Claims

Patent claims:

1.J apparatus for sensing the movement of a coupling member moving past on ^ - ' a moving surface on a preselected location, characterized by an energy source for generating an energy field which is mounted effectively adjacent to the moving surface such that the coupling member changes brings about the static state of the energy field, and a receiver which can scan the energy field created by the energy source and is separated from the energy source in such a way that the coupling element successively changes the value of the energy sensed by the receiver.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least two receivers are provided that can sense the energy field created by the energy source that the receivers along a direction im generally parallel to the direction of movement of the moving surface Distance from each other and from the energy source are such that the coupling member between the source and the receivers prevailing energy field conditions sequentially changes.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that one for each of the receivers own energy source is available.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the energy source is an electrical one Winding is and that the receiver contains at least two field-sensitive windings that are in opposite directions are wound to each other.

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5. Apparatus according to claim "4, characterized in that the windings .for enlargement the field properties contain magnetic cores.

6. Electromagnetic position sensing device for sensing the movement of a moving on a Area of coupling link moving past a preselected location, characterized in that that a magnetic core has at least one output pole with a winding assigned to it, which acts as a source an electromagnetic energy field acts, and two poles with these associated oppositely wound Windings, which has the field of the output pole scanning receiver that the two Receiver poles substantially equidistant from the output pole and also generally along one parallel to the direction of movement of the surface running line are attached away from each other and that on the ends of the output pole and the receiving pole pole faces are present, which are connected to the coupling member the moving surface interact and sense a change in the static field state, when the coupling member moves past the pole faces one after the other.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that each pole face consists of several consists of separate, individual webs.

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that each of the receiver poles is a

^ own output pole is assigned.

9. Electromagnetic position sensing device, characterized in that a magnetic core provided that no less than four, im

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essentially symmetrically spaced apart poles that a winding is attached around each pole is that the pole face of each pole forms a mutually exclusive corner of a quadrangular location that a first and a second pole form a first adjacent pole pair that the first and a third pole are one first diagonal pole pair form that the second and a fourth pole form a second diagonal pole pair that the third and the fourth pole form a second adjacent pole pair that the first and the fourth pole one form third adjacent pole pair that the second and third pole form a fourth adjacent pole pair, that the windings on the first and second pairs are connected in series in the same direction and to a reference excitation source of alternating current and a phase sensing circuit can be connected, and that the windings of the third and fourth poles are connected in series in opposite directions are and are connectable to the other of the excitation source and the phase sensing circuit so that the Position of one from the space between the pole faces of one of the third and fourth pole pairs in the space between the other of the third and fourth pole pairs moving magnetic armature element can be scanned.

10. The device according to claim 9, characterized in that «~ g e k e η η draws that the device in cooperation with magnetic tongues adjusts the rotational position of these Can determine tongues that act as an anchor and attached to a rotating drum protruding radially are, wherein the drum has determinable radial and axial irregularities that the lateral distance between the poles of each of the third and fourth pairs of poles receives one of the tongues and the associated axial out-of-roundness, that the radial distance of the device with respect to the

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Drum takes up the radial runout and that a Intermediate portion of adjacent opposing inner surfaces of the poles of the third and fourth Pole pairs are provided with a recess corresponding to the tip of one of the tongues and the radial out-of-roundness is, so that the sensitivity of the scanning device to the radial and axial roundness is reduced will.

11. The device according to claim 9, characterized in that the device in cooperation with magnetic tongues can determine the rotational position of these tongues, which act as an ^ he and on a rotating drum are attached protruding radially, the drum determinable radial and axial ünrundheiten that the lateral distance between the poles of each of the third and fourth pole pairs one of the tongues and the associated axial roundness receives that the radial distance of the device with respect to the drum, the radial out-of-roundness takes up ^

that an intermediate section of adjacent, each other opposite inner surfaces of the poles of the third and fourth pole pairs corresponding to the tip one of the tongues and the radial runout is recessed, and that the ends of each of the Poles on the outer surfaces are beveled, increasing the sensitivity of the scanning device for the radial and axial roundness is reduced.

12. Phase-sensitive position sensing arrangement, g e k e η η characterized by an inductive pickup with one excitation winding and one in opposite directions connected first and second sensing windings, first and second square wave signal generating means for generating a square wave output signal in response to applied input signals, the first square-wave signal generating device in terms of operation

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is connected to an output of the sensing windings of the inductive sampler, while the second square-wave signal generating device for generating a common excitation input terminal is connected with one input to an input of the excitation winding, a 90 ° phase shifter _/ which is inserted in series between the common excitation input terminal and the second square-wave signal generating device is, a clocked flip-flop circuit with a first and a second signal input commonly connected to an output of the first square-wave signal generating device and a clock input that is operatively connected to an output of the second square-wave signal generating device and a clock input between the second signal input of the clocked flip-flop circuit and Signal inverting circuit inserted into the output of the first square-wave signal generating device.

13. Phase-sensitive position sensing arrangement, g e k e η η characterized by an inductive scanner with an excitation winding and oppositely connected to each other first and second sense windings, the excitation winding being connected to an AC excitation source can be connected, a clocked flip-flop circuit with a first and a second, on each other exclusive polarity states of an output signal of the sensing windings responsive signal input and a clock input responsive to a preselected polarity state of an applied to the excitation winding Output signal of an excitation source responds and a 90 phase shifter, which is in series between the common input terminal and the clock input of the clocked flip-flop circuit is inserted.

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14. The device according to claim 12, characterized in that the inductive scanner from
a magnetic core with a group arrangement of four symmetrically spaced poles with inductive windings wound thereon, that the windings of a first pair of adjacent ones
Poles for common excitation are connected so that they form an excitation winding, and that the windings on the third and fourth poles are connected in opposite directions to form a phase sensitive sensing winding.

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